精準(zhǔn)溫度控制對藍(lán)莓的低溫保鮮效果

薛友林，袁興鈴，張鵬，賈曉昱，李春媛，李江闊

（1.遼寧大學(xué)輕型產(chǎn)業(yè)學(xué)院，遼寧沈陽 110036）

（2.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工技術(shù)研究所，國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心（天津），農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮重點實驗室，天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室，天津 300384）

藍(lán)莓（Vaccinium corymbosumL.），杜鵑花科越橘屬，含豐富的花青素及酚酸類化合物等功能性成分，對肥胖、糖尿病、心血管疾病、癌癥和其他慢性疾病均有預(yù)防作用[1]。新鮮藍(lán)莓因其獨特的口感、細(xì)膩的風(fēng)味、較高的營養(yǎng)價值以及對人體健康的多種有益作用，已成為世界上消費最廣泛的水果之一。然而，在機(jī)械損傷、采后生理代謝、微生物侵蝕以及水分和營養(yǎng)流失等因素的影響下，藍(lán)莓易腐易軟化，貯藏期較短[2]，因此藍(lán)莓的貯藏保鮮技術(shù)是限制其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素之一。

蓄冷劑是通過相變蓄冷技術(shù)采用蓄冷材料生產(chǎn)出來的既能高效儲存冷量，又符合各種物理、化學(xué)要求的特種物質(zhì)[3]，目前已有研究將蓄冷劑應(yīng)用于藍(lán)莓的模擬運輸中，實驗結(jié)果顯示蓄冷劑的加入可以減少藍(lán)莓運輸期間的營養(yǎng)物質(zhì)損耗，抑制生理代謝，從而達(dá)到保鮮的目的[4]。溫度是影響果蔬采后貯藏品質(zhì)的重要因素之一，基于此控制果蔬貯藏期間的環(huán)境溫度可有效延長果蔬的貯藏期[4]。在不同的控溫方式中，低溫貯藏是應(yīng)用最廣泛的一種保鮮方式，而精準(zhǔn)溫控技術(shù)即為基于低溫冷藏提出的一種新型保鮮技術(shù)，其包括了冰溫貯藏和相溫貯藏。冰溫貯藏是指將貯藏溫度控制在0 ℃和果蔬冰點之間，在此溫度段內(nèi)果蔬組織細(xì)胞仍保持活性，但生理代謝將受到抑制，從而達(dá)到保鮮的目的，目前已有研究將冰溫貯藏應(yīng)用于藍(lán)莓、鮮切山藥、草莓、磨盤柿等果蔬中，具有顯著保鮮效果[6-9]。冰溫貯藏相對于普通冷藏而言溫度更低，且溫度波動較少，僅為0.3 ℃[10]，相溫貯藏則是在冰溫貯藏的基礎(chǔ)上將溫度波動對果蔬引起的外界刺激降到最低，使果蔬在貯藏期間品質(zhì)更加穩(wěn)定[11]，但相溫貯藏在藍(lán)莓中的應(yīng)用尚未見報道。目前冰溫庫及相溫庫的運行成本較高，較難將冰溫庫和相溫庫推廣運行，因此本文設(shè)計將蓄冷劑或精準(zhǔn)溫控箱與普通冷藏庫相結(jié)合營造出冰溫貯藏的環(huán)境，將蓄冷劑與精準(zhǔn)溫控箱同時使用并結(jié)合普通冷藏庫營造相溫貯藏的環(huán)境，并將此種精準(zhǔn)溫度控制技術(shù)應(yīng)用于藍(lán)莓的貯藏保鮮中，探究其對藍(lán)莓貯藏品質(zhì)和揮發(fā)性物質(zhì)的影響，以期為藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 原料

“北陸”藍(lán)莓，產(chǎn)自天津市薊州區(qū)藍(lán)莓園區(qū)，采收時果實處于完熟期，選擇大小均勻、無病蟲害、無機(jī)械損傷的果實作為試驗用果。泡沫箱（600 mm×451 mm×230 mm，壁厚30 mm），四川包工坊電子商務(wù)有限責(zé)任公司；精準(zhǔn)溫控箱（規(guī)格：595 mm×400 mm×250 mm，壁厚30 mm），上海佳寰實業(yè)有限公司；PET塑料盒（105 mm×105 mm×40 mm），藍(lán)莓園區(qū)提供。蓄冷劑，自制，裝入16.8 cm×8 cm×2 cm的冰盒（材質(zhì)為高密度聚乙烯）中凍結(jié)使用。

1.2 主要儀器設(shè)備

溫濕度記錄儀（179-UTH），艾普瑞（上海）精密光電有限公司；硬度計（FHT-05），廣州蘭泰儀器有限公司；離心機(jī)（3-30K），德國SIGMA公司；便攜式手持折光儀（PAL-1），日本愛宕公司；電位滴定儀（916 Ti-Touch），瑞士萬通中國有限公司；電子稱（KF-568），中國凱豐集團(tuán)；色差計（CM-700d），日本柯尼卡美能達(dá)公司；多功能微孔板檢測儀（Synergy H1），美國Biotek Instrument公司；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀及SPME Fiber萃取手柄，美國Thermo公司；PDMS/CAR/DVB萃取頭，北京康林科技有限責(zé)任公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 實驗處理

將藍(lán)莓分裝于小盒中，每盒125 g果實，置于泡沫箱或精準(zhǔn)溫控箱中于冷庫（0±1 ℃）貯藏，同步放入溫濕度記錄儀進(jìn)行溫度監(jiān)測，分為CK組、冰溫1組、冰溫2組、相溫組。CK組：藍(lán)莓置于泡沫箱中；冰溫1組：藍(lán)莓置于泡沫箱中，加入與果實質(zhì)量比為3:8的蓄冷劑；冰溫2組：藍(lán)莓置于精準(zhǔn)溫控箱中；相溫組：藍(lán)莓置于精準(zhǔn)溫控箱中，加入與果實質(zhì)量比為3:8的蓄冷劑。

1.3.2 指標(biāo)測定方法

每個處理隨機(jī)稱取400 g左右果實進(jìn)行感官調(diào)查。每個處理隨機(jī)選取30個果實進(jìn)行風(fēng)味評測，分為四個等級，0級：風(fēng)味淡或有明顯異味；1級：風(fēng)味較正常，略有異味；2級：風(fēng)味正常，接近采收時的口感；3級：風(fēng)味濃，與采收時的口感相當(dāng)或更好。每個處理取50個果實進(jìn)行果霜覆蓋觀察，參照朱文月[6]的方法計算果霜覆蓋指數(shù)（%）。

可溶性固形物含量采用手持折光儀測定；可滴定酸含量采用電位滴定儀進(jìn)行測定[12]；Vc含量采用鉬藍(lán)比色法[13]進(jìn)行測定；花青素含量采用pH示差法[14]進(jìn)行測定；果皮色澤采用手持式色差計進(jìn)行測定；硬度采用硬度計進(jìn)行測定。

揮發(fā)性物質(zhì)采用HS-SPME-GC-MS法測定，將藍(lán)莓打漿后離心10 min（10000 r/min），取8 mL上清液于15 mL頂空瓶中，向頂空瓶中加入2.5 g NaCl，采用有孔蓋蓋上。采用Thermo Triplus RSH自動進(jìn)樣裝置進(jìn)行固相微萃取及進(jìn)樣操作，選用50/30 μm PDMS/CAR/DVB萃取頭。氣相色譜條件：HP-INNOWAX色譜柱（長30 m，內(nèi)徑0.25 mm，液膜厚度0.25 μm）；程序升溫：40 ℃保留2 min，然后以3 ℃/min升至140 ℃，接著以8 ℃/min升至210 ℃并保持5 min；傳輸線溫度250 ℃，載氣為He，流速為1.0 mL/min，不分流。質(zhì)譜條件：連接桿280 ℃，采用電子離子源，離子源200 ℃，掃描范圍為35～350 u。

1.4 數(shù)據(jù)處理

香氣成分結(jié)果通過NIST/Wiley標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索，結(jié)合文獻(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)譜圖，進(jìn)行定性分析，并用峰面積歸一法測算各化學(xué)成分的相對含量；圖表制作通過Excel 2010進(jìn)行；差異顯著性分析通過DPS 7.5軟件LSD法進(jìn)行；主成分得分分析通過SPSS 25軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 貯藏期間不同貯藏環(huán)境溫度的變化

圖1 不同貯藏環(huán)境內(nèi)部溫度變化Fig.1 Change of temperature in different storage environments

圖1為藍(lán)莓貯藏期間不同貯藏環(huán)境的內(nèi)部溫度變化曲線，從曲線中可以看出，冰溫組和相溫組的溫度波動顯著弱于CK組，且溫度更低。在整個貯藏期間CK組、冰溫1組、冰溫2組和相溫組箱內(nèi)溫度分別為0.10、-0.02、-0.01、-0.04 ℃，說明蓄冷劑的加入為箱內(nèi)引入了冷源，使箱內(nèi)溫度更低，且冷源的存在使外界溫度的變化對箱內(nèi)溫度的影響變?。痪珳?zhǔn)溫控箱質(zhì)地緊密，可緩沖外界溫度變化對箱內(nèi)溫度的影響，維持箱內(nèi)低溫狀態(tài)，而精準(zhǔn)溫控箱中加入蓄冷劑后，雙重作用下使得箱內(nèi)溫度控制更加精準(zhǔn)。因此，基于冰溫貯藏和相溫貯藏降低溫度及減緩溫度波動的理論，蓄冷劑和精準(zhǔn)溫控箱的使用可有效達(dá)到藍(lán)莓貯藏所需的冰溫貯藏及相溫貯藏環(huán)境。

2.2 不同貯藏環(huán)境對藍(lán)莓感官的影響

表1為四種貯藏環(huán)境下藍(lán)莓的感官指標(biāo)（好果率、軟果率、風(fēng)味指數(shù)、果霜覆蓋指數(shù)）在60 d貯藏期內(nèi)的數(shù)據(jù)。從表中數(shù)據(jù)可以看出隨著貯藏期的延長，四組藍(lán)莓果實的好果率、風(fēng)味指數(shù)、果霜覆蓋指數(shù)均呈顯著（p＜0.05）下降趨勢，軟果率呈現(xiàn)顯著（p＜0.05）上升趨勢，表明藍(lán)莓貯藏期間感官品質(zhì)在下降，但冰溫貯藏和相溫貯藏的藍(lán)莓感官品質(zhì)下降較為緩慢，在貯藏第60 d時CK組藍(lán)莓軟果率為30.69%，而冰溫1組、冰溫2組及相溫組藍(lán)莓軟果率分別為24.74%、22.61%、17.87%，均顯著（p＜0.05）低于CK組，且低于朱文月[6]氣調(diào)（29.37%）和1-甲基環(huán)丙烯（28.25%）處理后貯藏60 d的藍(lán)莓的軟果率。此外，從表1還可以看出貯藏前30 d內(nèi)藍(lán)莓感官品質(zhì)尚好，四組藍(lán)莓的好果率、風(fēng)味指數(shù)、果霜覆蓋指數(shù)均在90%以上，到第45 d時均開始下降至90%以下，到第60 d時CK組果實甚至下降到了70%以下，其好果率、風(fēng)味指數(shù)、果霜覆蓋指數(shù)分別為67.49%、52.22%、69.00%，比相溫組藍(lán)莓的三個指標(biāo)數(shù)值均低了一個數(shù)量級，說明冰溫貯藏和相溫貯藏對于藍(lán)莓貯藏期間感官品質(zhì)的保持均發(fā)揮了有效作用。

表1 不同貯藏環(huán)境下藍(lán)莓感官指標(biāo)數(shù)據(jù)Table 1 Sensory index data of blueberries in different storage environments

表2 不同貯藏環(huán)境下藍(lán)莓色澤及硬度數(shù)據(jù)Table 2 Color and hardness data of blueberries in different storage environments

2.3 不同貯藏環(huán)境對藍(lán)莓營養(yǎng)品質(zhì)的影響

表3 不同貯藏環(huán)境下藍(lán)莓營養(yǎng)成分?jǐn)?shù)據(jù)Table 3 Nutrient composition data of blueberries in different storage environments

表3數(shù)據(jù)顯示，在60 d貯藏期中，藍(lán)莓的可溶性固形物含量整體呈先上升后下降的趨勢，與郭丹等[18]箱式氣調(diào)貯藏藍(lán)莓的結(jié)果一致，貯藏前30 d可溶性固形物含量增加，可能是由于果膠酶活性的增加加速了原果膠的分解轉(zhuǎn)化[19]，從45 d起可溶性固形物含量逐漸下降，可能是由于果實自身呼吸代謝所消耗，且相溫組藍(lán)莓的可溶性固形物消耗量顯著（p＜0.05）低于另外三組?？傻味ㄋ岷空w呈下降趨勢，但冰溫1組、冰溫2組、相溫組的藍(lán)莓可滴定酸含量下降幅度均顯著（p＜0.05）低于CK組，貯藏第60 d時四組藍(lán)莓可滴定酸含量分別為24.82、29.83、34.00、41.49 mg/100 g，差異顯著（p＜0.05），可能是因為低溫及較小的溫度波動使果實相關(guān)酶活性受到抑制，從而延緩了可滴定酸含量的下降[20]。Vc含量呈下降趨勢，CK組、冰溫1組、冰溫2組、相溫組的藍(lán)莓Vc含量60 d貯藏期間分別降低了48.59、43.58、39.41、31.92 mg/100 g，有顯著（p＜0.05）差異，與Xu等[21]的研究結(jié)果相似，說明冰溫貯藏和相溫貯藏均可有效維持藍(lán)莓貯藏期間的Vc含量?；ㄇ嗨厥撬{(lán)莓的一種重要活性成分，從表3數(shù)據(jù)可以看出花青素含量整體呈下降趨勢，但冰溫組和相溫組的藍(lán)莓花青素含量降低速度較CK組更慢，這與色澤的變化相對應(yīng)，而花青素作為一種抗氧化物質(zhì)，說明冰溫貯藏和相溫貯藏均可有效延緩藍(lán)莓的抗氧化能力的下降。

2.4 不同貯藏環(huán)境下藍(lán)莓品質(zhì)評分

表4 主成分的特征值及貢獻(xiàn)率Table 4 Principal component eigenvalue and contribution rate

根據(jù)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，擬合出三個主成分，累積貢獻(xiàn)率可達(dá)93.49%，說明此模型可靠。通過主成分分析對不同貯藏環(huán)境下的藍(lán)莓進(jìn)行打分，得到表4和表5的結(jié)果。參照薛友林等[15]的方法，主成分分析以每個因子得分FAC1、FAC2、FAC3所對應(yīng)的特征值為權(quán)數(shù)，與該因子得分相乘可得主成分得分，又根據(jù)主成分得分計算相關(guān)性綜合得分，本文稱之為F，由此計算出4種貯藏環(huán)境與藍(lán)莓的品質(zhì)指標(biāo)綜合相關(guān)性的相對程度。綜合得分越高，說明該種貯藏環(huán)境下的果實品質(zhì)越高，排名越高；反之則越低。由表5可以得出，相溫組＞冰溫2組＞冰溫1組＞CK組。

表5 主成分得分表Table 5 Principal component scores

2.5 不同貯藏環(huán)境下藍(lán)莓香氣成分的變化

表6為不同貯藏環(huán)境下藍(lán)莓香氣成分的變化情況。從表中可以看出藍(lán)莓香氣成分中醛類和萜類物質(zhì)占了較大比重，在整個貯藏期內(nèi)相對含量分別為29.79%～61.91%、16.40%～49.74%。醛類物質(zhì)相對含量呈先降低后升高的趨勢，其中CK組果實中的醛類相對含量基本低于另外三組，說明冰溫貯藏和相溫貯藏均可促進(jìn)藍(lán)莓香氣成分中醛類物質(zhì)的釋放。萜類物質(zhì)相對含量呈先升高后降低的趨勢，醇類與酯類物質(zhì)含量則是均呈現(xiàn)了下降趨勢，結(jié)合醛類物質(zhì)貯藏期間相對含量先降低后升高，推測醛類物質(zhì)與萜類醇類、酯類物質(zhì)在貯藏期間存在一定的代謝轉(zhuǎn)化。酯類物質(zhì)通常為有利香氣成分[22]，而貯藏期間冰溫1組、冰溫2組和相溫組藍(lán)莓香氣成分中酯類含量高于CK組，且在60 d時僅相溫組果實中含0.94%的酯類物質(zhì)，其余組別果實中均未檢出酯類物質(zhì)，說明冰溫貯藏和相溫貯藏可一定程度上延緩藍(lán)莓貯藏期間香氣成分中酯類物質(zhì)的減少，且相溫貯藏的效果最好。

此外，從表6可以看出貯藏后的CK組與冰溫1組的藍(lán)莓所檢出的香氣成分種類數(shù)相同，均檢出30種香氣成分，其中醛類5種，萜類9種，醇類5種，酯類3種，其他類別8種，主要香氣成分按相對含量排序為2-己烯醛、芳樟醇、桉葉油醇等。冰溫2組的藍(lán)莓共檢出29種香氣成分，其中醛類4種，萜類9種，醇類5種，酯類3種，其他類別8種，主要香氣成分按相對含量排序為2-己烯醛、芳樟醇、桉葉油醇、α-松油醇等。相溫組的藍(lán)莓共檢出30種香氣成分，其中醛類4種，萜類9種，醇類5種，酯類4種，其他類別8種，主要香氣成分按相對含量排序為2-己烯醛、芳樟醇、桉葉油醇、α-松油醇等。以上結(jié)果表明，四組藍(lán)莓之間香氣成分種類的差異主要體現(xiàn)在醛類和酯類上，冰溫2組和相溫組的藍(lán)莓醛類物質(zhì)更少，差距在于苯甲醛這種物質(zhì)，相溫貯藏的藍(lán)莓酯類物質(zhì)更多，說明相溫貯藏可以抑制藍(lán)莓苯甲醛的生成，促進(jìn)酯類物質(zhì)的釋放。

表6 不同貯藏環(huán)境下藍(lán)莓的香氣成分Table 6 Aroma composition of blueberries in different storage environments

續(xù)表6

對香氣成分進(jìn)行具體分析，從表6可以看出，2-己烯醛（27.93%～59.54%）是藍(lán)莓最主要的香氣成分，其有濃郁的綠葉清香和果香[23]。苯甲醛有苦杏仁味[24]，其僅在CK組藍(lán)莓貯藏第45 d及60 d和冰溫1組藍(lán)莓貯藏第60 d時出現(xiàn)，推測苯甲醛是藍(lán)莓成熟衰老時出現(xiàn)的香氣成分。萜類物質(zhì)也是藍(lán)莓重要的呈香物質(zhì)，貯藏期間萜類物質(zhì)呈先升高后降低的趨勢，所檢測出的萜類物質(zhì)包括芳樟醇（8.79%～29.09%，濃青帶甜的木青氣息[25]）、桉葉油醇（3.02%～5.38%，樟腦氣息和清涼的草藥味道）、β-蒎烯（1.73%～4.23%，樹脂和松脂香氣）、香葉醇（0.69%～3.77%，玫瑰花香[26]）、羅勒烯（0.45%～2.50%，草香和花香）、萜品油烯（0.35%～1.68%，檸檬香味）、橙花醇（0.30%～1.06%，玫瑰花香[26]）、檸檬醛（0.45%～1.24%，濃郁檸檬香味[23]）、α-松油醇（0.61%～6.73%，紫丁香花香）?？傮w來說，除了具有有利香氣的酯類以外，有新鮮植物和水果香氣的醛類物質(zhì)[27]，具有芬芳香味的各種萜類物質(zhì)等構(gòu)成了藍(lán)莓的香氣成分，且綜合前述香氣成分分析結(jié)果來看，冰溫貯藏和相溫貯藏均有利于藍(lán)莓貯藏期間香氣成分的釋放。

3 結(jié)論

3.1 藍(lán)莓是目前廣受消費者喜愛的一種漿果，市場需求量不斷擴(kuò)大。通過控制溫度來對果蔬進(jìn)行保鮮是目前常用的一種處理方式，精準(zhǔn)溫度控制技術(shù)是基于傳統(tǒng)低溫冷藏提出的新型保鮮技術(shù)，其所包括的冰溫貯藏和相溫貯藏環(huán)境溫度更低，溫度波動更小，且其中相溫貯藏技術(shù)對溫度的控制更為精準(zhǔn)，而通過使用蓄冷劑和精準(zhǔn)溫控箱來模擬冰溫貯藏和相溫貯藏的環(huán)境，則可大大降低保鮮成本，更利于推廣使用。

3.2 本實驗分別采用冰溫貯藏和相溫貯藏對藍(lán)莓進(jìn)行保鮮，通過對上述圖表數(shù)據(jù)的分析可以看出，不同貯藏環(huán)境對藍(lán)莓的貯藏品質(zhì)有不同的影響，精準(zhǔn)溫度控制后箱體內(nèi)部溫度低于0 ℃以下，溫度波動保持在0.1 ℃以內(nèi)，冰溫貯藏和相溫貯藏均具有顯著延長藍(lán)莓果實貯藏期（有效延長至45 d）及提高果實貯藏品質(zhì)的作用，能延緩藍(lán)莓色澤的變化及果實軟化。貯藏60 d后，相溫組藍(lán)莓的好果率為79.54%，軟果率僅為17.87%，風(fēng)味指數(shù)和果霜覆蓋指數(shù)均在70%以上，ΔE低于2，L值達(dá)27.03，硬度為3.35 kgf，可溶性固形物含量、可滴定酸含量、Vc含量、花青素含量分別為10.08%、0.62%、41.49 mg/100 g、62.51 mg/100 g。此外，從揮發(fā)性物質(zhì)的檢測結(jié)果中可以得到，藍(lán)莓的主要香氣成分由2-己烯醛（濃郁的綠葉清香和果香）、芳樟醇（濃青帶甜的木青氣息）、桉葉油醇（樟腦氣息和清涼的草藥味道）、β-蒎烯（樹脂和松脂香氣）、香葉醇（玫瑰花香）、羅勒烯（草香和花香）、萜品油烯（檸檬香味）、橙花醇（玫瑰花香）、檸檬醛（濃郁檸檬香味）、α-松油醇（紫丁香花香）等物質(zhì)所構(gòu)成，而相溫貯藏更有利于藍(lán)莓香氣成分的釋放。經(jīng)主成分分析后可得出，對于維持藍(lán)莓貯藏品質(zhì)的效果排序為：相溫組＞冰溫2組＞冰溫1組＞CK組，說明相溫貯藏對藍(lán)莓的保鮮效果最好，其可使藍(lán)莓貯藏45 d后好果率保持在85%以上，且精準(zhǔn)溫控箱模擬的冰溫貯藏環(huán)境優(yōu)于蓄冷劑所模擬的冰溫貯藏環(huán)境，而本實驗所使用的蓄冷劑的量與果實的質(zhì)量比為3:8，可能是因為蓄冷劑的添加量較少，引入冷源的量不充足，若能考慮加大蓄冷劑的使用量或許能帶來更好的保鮮效果，因此在采用添加蓄冷劑的方式模擬冰溫貯藏環(huán)境時，蓄冷劑的使用量與果實的質(zhì)量比將是一個研究方向。